Найти тему
Цитадель адеквата

Просто о микромире: Как увидеть, что частица — не волна

Оглавление

Есть мнение, что наука поторопилась, с отказом от концепции мирового эфира. И это очень распространённое мнение. Правда, не в среде физиков. Да и вообще не в среде людей, понимающих что такое «эфир» и зачем в прошлом он был науке нужен. На самом деле, причин отказа от идеи светоносной квинтэссенции было две. Во-первых, на уровне теории корпускулярно-волновой дуализм — совмещение частицей свойств волны и корпускулы — устранил необходимость в этом внутренне противоречивом допущении. Во-вторых же, появилась возможность просто наблюдать отдельную частицу и воочию убедиться, что она одна — сама по себе — на волну не похожа ни разу. Волновые свойства проявляются лишь статистически — путём распределения корпускул в потоке.

Фото и иллюстрации взяты из открытых источников и принадлежат их авторам
Фото и иллюстрации взяты из открытых источников и принадлежат их авторам

...Об этом сейчас и пойдёт речь. О наблюдении частиц. Ибо, тот кто читал уже на эту тему, — хотя бы и мои собственные статьи, — имеет право удивиться. Поскольку там русским по белому написано, что наблюдать частицу, так как наблюдают макроскопические объекты, нельзя. Привычным, интуитивно понятным способом она даже не существует, «проявляясь» в реальном мире только в моменты взаимодействия с другой частицей. Остальное же время… ну тут сложно. Доступные воображению аналогии отсутствуют. Допустим, что остальное время частица существует в неком ином («виртуальном») пространстве. Но не параллельном, как принято у фантастов, а перпендикулярном привычной четырехмерной вселенной макромира.

Этот хитростный способ существования позволяет частице потенциально присутствовать во всех точках реального пространства. Но с разной вероятностью. Разной, но всегда меньшей единицы. Только две, как минимум, частицы в складчину, объединив свои потенциалы реальности, — это и есть, «взаимодействие», — могут заветную единицу наскрести. Само взаимодействие, впрочем, тоже наблюдаемо лишь косвенно. В нём родятся новые частицы, которые могут быть поглощены детектором (например, глазом), и, таким образом, зарегистрированы.

То есть, регистрация частицы — это событие, а не процесс. Прямо или косвенно частица может быть обнаружена только один раз и только в одной точке. И не любая частица. Некоторые, — отдельные кварки, например, — из виртуального мира вообще не высовываются, появляясь лишь при взаимодействии с другими кварками. Уже как частица, состоящая не менее чем из двух кварков. Но это, скорее, исключение. Просто у одинокого кварка дробный электрический заряд, представляющий собой с позиций физики реального мира состояние запрещённое.

...Регистрация частицы это единичное событие, но как же тогда наблюдать частицу в динамике, убедившись, что она (точнее, её проекция на реальный мир) представляет собой не волну, а что-то вроде крошечной пули, несущейся с измеримой скоростью вполне конкретным маршрутом? На самом деле, наблюдать это можно. В объёмном детекторе частица оставляет трек — след траектории, закрученной воздействием внешнего электромагнитного поля, если частица заряжена.

Треки. Фото и иллюстрации взяты из открытых источников и принадлежат их авторам
Треки. Фото и иллюстрации взяты из открытых источников и принадлежат их авторам

Для того, чтобы понять (ну, попытаться, результат не гарантирован), каким образом, технически отсутствуя в нашей вселенной, частица, всё-таки, чертит трек в детекторе, нужно вернуться на два абзаца назад. К моменту, когда минимум две частицы суммируют свои потенциалы. Ключевое слово здесь «минимум». Каждая частица присутствует везде, значит, в конкретной точке в разной степени близкие к нулю вероятности множества частиц накладываются. А они ж волновое распределение имеют. Неровно всё. Сплошные колдобины. Трясёт. Увесистый, обладающий высокой энергией снаряд, однако, не будет выброшен «на поверхность», пока не напорется на что-то не менее солидное. Или же не «взорвётся», распавшись и разбросав осколки. Но встречная мелочь будет выталкиваться в реальный мир пачками.

Вдоль трассы «тяжёлой» частицы в реальность вылетают виртуальные. В основном, происходит рождение электрон-позитронных пар. Эти пары и регистрируются, поглощаясь детектором. Либо непосредственно, вызывая образование капелек пара или потемнение зёрен фотоэмульсии, либо же в прозрачной среде детектора посредством фотонов, рождённых уже электронами при взаимодействиях.

Трек ветвится. Отчасти потому, что нестабильные частицы распадаются. Отчасти же из-за способности некоторых выбитых из вакуума «виртуалов» создавать собственные, вторичные треки. Но создание трека — не бесплатно. Энергия частицы расходуется на выбивание виртуальных пар из вакуума. Она постепенно тормозится, и трек свивается во всё более плотную спираль. Потом прерывается. Когда частиц потеряет способность провоцировать какие-либо эффекты в нашем мире. То есть, сама-то она, вполне вероятно, так и не высунется из виртуальной вселенной.

...То что мы считаем «реальностью» — макромир — лишь отражение не всегда понятных (а если и понятных, то сюрреалистических) процессов в микромире. Причём, процессов протекающих даже не «здесь», а в иных, недоступных непосредственному наблюдению измерениях. Предположительно, в семи иных измерениях, но это даже не факт. Что именно в семи.

И да. Кстати, о дуализме. По современным представлениям там — у себя дома, в недосягаемой фантасмагории — частица, именно, волна. Не требующая никакой среды вибрация — гармоническая функция самого многомерного пространства. То есть, и само понятие «частицы» имеет значение лишь описательное. Мы описываем музыку виртуального мира, как движение неисчислимого множества крошечных материальных тел, ибо именно благодаря трекам. С нашей стороны — всё именно так и выглядит. Будто действительно что-то мелкое и заряженное пронеслось сквозь детектор.

Но это лишь условность.

Оглавление раздела:

Оглавление сайта**** Оглавление канала

Наука
7 млн интересуются